CH634369A5 - Verfahren zum einrammen von spundwandbohlen in einen gesteinuntergrund. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrammen der unteren Enden von Spundwandbohlen in einen Gesteinuntergrund, und zwar sowohl zum Zwecke der Errichtung einer Spundwand als auch zum Zwecke einer anschliessenden Verankerung der Spundwand. Insbesondere findet die Erfindung Anwendung im Wasserbau, sie ist ebenso aber auch geeignet für alle anderen Tiefbau-Bereiche, bei denen eine Spundwand in einen Gesteinuntergrund eingebracht werden muss.

Bei dem Ausbau von Fluss- und Seehäfen oder sonstigen Wasserstrassen müssen oftmals starke Wasserstandsunterschiede und wegen des Trendes zu grösseren Schiffen erhebliche Tiefgänge berücksichtigt werden. Als Anlegestelle werden dabei im allgemeinen Spundwände verwendet, die aus einzelnen nebeneinanderliegenden Spundwandbohlen zusammengesetzt sind und zu ihrer sicheren Halterung mit einer vorbestimmten Rammtiefe eingerammt werden müssen. Oftmals kann diese erforderliche Rammtiefe jedoch nicht erreicht werden, da bereits in geringer Tiefe ein Gesteinuntergrund innerhalb der Bodenstruktur vorhanden ist, der keine über diese Tiefe hinausgehende Einrammung gestattet.

Eine solche, durch einen Gesteinuntergrund begrenzte Rammtiefe ist dann unschädlich, wenn sich die unteren Enden der Spundwandbohlen in dem Gesteinuntergrund so befestigen lassen, dass die Bohlen auch ohne Erreichen der theoretisch ermittelten, auf weichen Bodenverhältnissen basierenden Rammtiefe genügend Halt bekommen. Weil die Bohlen scharfe Unterkanten haben, können bei einem verhältnismässig weichen Gesteinuntergrund die unteren Bohlenenden meistens noch ohne übermässige Schwierigkeiten in einer für die sichere Halterung ausreichenden Eindringtiefe eingerammt werden. Bei einem härteren Gesteinuntergrund gelingt dieses einfache Einrammen jedoch nicht mehr, denn dann werden die unteren Enden der Bohlen beim Rammversuch gestaucht, oder sie knicken zur Seite ab.

Für diese schwierigeren Bodenverhältnisse ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Spundwandbohlen nicht mehr gerammt werden, sondern in eine in den Gesteinuntergrund gesprengte Rinne eingesetzt und darin mit Hilfe von Unterwasserbeton einbetoniert werden. Dieses Verfahren ist ausserordentlich aufwendig und kostenintensiv, da vor dem Heraussprengen der im allgemeinen V-förmigen Rinne alles oberhalb des Gesteinuntergrundes liegende Geröll und dergleichen entfernt werden muss, wobei bei lockeren Überlagerungen Böschungswinkel mit einer Neigung von 3:1 eingehalten werden müssen, um mit Sicherheit zu verhindern, dass die Rinne nach der Sprengung verschüttet wird. Nach dem Einsetzen der Bohlen in die V-Rinne und dem sich daran anschliessenden Betoniervorgang ist es häufig erforderlich, die mit viel Mühe weggeschafften Geröllmassen wieder anzuschütten, um die endgültige Stabilität der fertigen Spundwand sicherzustellen. Abgesehen von dem erhöhten Arbeitsaufwand gehen dabei die eigentlichen Vorteile einer Spundwand, nämlich ihre durch eine Materialverdichtung des Untergrundes beim Einrammen bedingte feste Halterung innerhalb des Bodens, vollständig verloren, vielmehr wird die Spundwand nach Art einer freistehenden Mauer eingesetzt.

Wenn ein nicht rammbarer Gesteinuntergrund vorliegt, ergeben sich aber nicht nur bei der Errichtung der Spundwand Schwierigkeiten, sondern entsprechende Schwierigkeiten bestehen auch bei ihrer anschliessenden seitlichen Verankerung. Nach der Errichtung einer Spundwand, also nach dem Einrammen der einzelnen Spundwandbohlen, kann es nämlich erforderlich sein, das obere Ende der Spundwand gegen eine Verlagerung zu sichern, was in der Regel mit Hilfe von Ankern bewerkstelligt wird, die annähernd unter 45° schräg von der oberen Kante der Spundwand nach unten verlaufen. Eine derartige Verankerung wird insbesondere bei Spundwänden vorgenommen, die einem hohen einseitigen Bodendruck ausgesetzt sind, und die nur am unteren Ende infolge der vorhandenen Bodenstruktur in eingerammtem Zustand Halt finden. Sehr häufig kommen diese Verhältnisse bei der Befestigung von Ufern bzw. bei dem Bau von Kaian2

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lagen an Wasserwegen vor, bei denen an der Nahtstelle zwischen Wasser und Land ein Gesteinuntergrund vorhanden ist.

Das übliche Verfahren zum Einbringen der Anker auf der dem Land zugekehrten Seite der Spundwand besteht bei einem nicht rammbaren Gesteinuntergrund darin, dass von der Wasserseite aus von der oberen Kante der Spundwand schräg nach unten Bohrungen angelegt werden, in die dann einfache Anker in Form von Flach- oder Winkelstahl zunächst lose hineingesteckt werden. Anschliessend werden die Bohrungen mit den darin steckenden Ankern mit Beton vollgegossen, der nach dem Erstarren Haltekräfte in erster Linie durch Haftreibung zwischen sich und der Bohrungswandung erzeugt. Infolge eines Fehlens einer Materialverdichtung, wie sie beim Einrammen entsteht, sind diese Haltekräfte, auf die Flächeneinheit bezogen, nicht besonders gross, so dass also die Reibungsfläche zwischen dem Beton und der Bohrungswand entsprechend gross bemessen sein muss. Aus diesem Grunde müssen die Anker oft sehr lang ausgeführt werden, wodurch die Kosten für das Bohren stark ansteigen.

Ein weiterer Nachteil dieses Verankerungsverfahrens liegt darin, dass bei einer kurzzeitigen Aufhebung der Haftreibung zum Beispiel infolge eines Schlages oder eines Stosses nur noch eine Gleitreibung wirksam ist, die bekanntlich niedrigere Haltekräfte aufzubringen vermag als die Haftreibung. Derartige Stösse können z.B. durch ein unvorsichtiges Landemanöver eines an der Spundwand anliegenden Schiffes oder durch andere Erschütterungen, z.B. einer in der Nähe befindlichen Strasse herrühren. Besonders gefährlich sind Erschütterungen, die durch Sprengungen in der Nähe der Spundwand vorgenommen werden müssen. Dies ist immer dann der Fall, wenn der nutzbare Tiefgang der an die Spundwand angrenzenden Wasserstrasse erhöht werden soll und wegen eines felsigen Untergrundes eine Sprengung unumgänglich ist. Hierbei besteht dann die Gefahr, dass die Spundwand auf einer sehr grossen Länge unmittelbar nach einer Sprengung den Halt durch die Anker verliert und von dem Bodendruck weggedrückt wird.

Insgesamt ist es also bei einem nicht rammbaren Gesteinuntergrund bislang nicht möglich gewesen, Spundwände durch einfaches Einrammen der unteren Bohlenenden zu errichten und sie im Bedarfsfall durch einfaches Einrammen von Ankern seitlich zu verankern. Vielmehr mussten bislang andere Wege beschritten werden, bei denen keine Rammvorgänge vorgesehen waren und bei denen neben anderen Nachteilen auch in Kauf genommen werden musste, dass die sehr hohen Haltekräfte, die sich beim Einrammen infolge der dabei auftretenden Materialverdichtung im Untergrund ergeben, nicht erreicht werden konnten.

Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat zur Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, welches es gestattet, auch bei Vorliegen eines harten, an sich nicht rammbaren Gesteinuntergrundes die unteren Enden von Spundwandbohlen leicht einrammen zu können.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, ein Einrammen der einzelnen, zu einer Spundwand gehörenden Bohlen in einen an sich nicht rammbaren Gesteinuntergrund dadurch zu ermöglichen, dass der Gesteinuntergrund mit Hilfe einer Sprengung rammbar gemacht wird. Diese Sprengung ist dabei kein Wegschiessen im üblichen Sinne, sondern eine Art Erschütterungssprengung, die mit Hilfe einer erfin-dungsgemäss vorbereiteten Sprengladung durchgeführt wird und die den Gesteinuntergrund gewissermassen «aufweicht». In einen derartig vorbereiteten Gesteinuntergrund können die einzelnen Spundwandbohlen dann nacheinander ohne besondere Schwierigkeiten und insbesondere ohne Gefahr eines Stauchens oder Abknickens der unteren Bohlenenden eingerammt werden, wobei das beim Einrammen der Bohlen verdrängte Gesteinsmaterial eine Verdichtung des durch die Sprengung «aufgeweichten» Untergrundes bewirkt, die eine feste und sichere Halterung der Spundwand im Untergrund ergibt.

Im Gegensatz zu dem üblichen Anbringen einer Ladung zum Wegsprengen z.B. von Gestein wird bei der Erfindung die Sprengladung innerhalb eines durch den Behälter gebildeten Expansionsraumes untergebracht, der als erster Ausdehnungsraum nach der Zündung dient. Es hat sich nämlich gezeigt, dass von den Randzonen dieses Expansionsraumes Druckwellen ausgehen, die wohl in der Lage sind, das Gefüge auch eines sehr harten Gesteins zu zertrümmern, jedoch nicht eine nennenswerte Lageveränderung zu bewirken. Dieser Effekt tritt in alle Richtungen rings um die Druckwellenquelle auf, und er kann gezielt in einer bevorzugten Richtung dadurch verstärkt werden, dass in einem vorgegebenen Abstand eine zweite, derartige Druckwellenquelle, also eine zweite erfindungsgemäss vorbereitete Sprengladung, angesetzt wird. Bei richtig gewähltem Abstand - er beträgt etwa das zehnfache des Bohrlochdurchmessers, in der Regel 60 bis 150 cm - ist dann das gesamte, zwischen den beiden Bohrlöchern befindliche Gefüge auf einer Breite von mindestens der dreifachen Bohrlochbreite so weit zertrümmert, dass eine Spundwandbohle mit etwa 25 bis 40 Schlägen pro 10 cm dort hineingerammt werden kann.

Der zur Bildung des Expansionsraumes in der Umgebung der Sprengladung dienende Behälter sollte vorzugsweise aus Kunststoff, keinesfalls jedoch aus Metall bestehen. Wenn nämlich nach dem Zünden der Sprengladung Teile des Behälters in dem Bereich zurückbleiben, in den später die Spundwandbohlen gerammt werden, so behindern irgendwelche Kunststoffreste niemals die Rammbewegung, während Metallstücke doch eine erhebliche Behinderung verursachen können. Vorzugsweise werden die Behälter durch fortlaufendes Abschneiden von PVC-Rohren gebildet, wobei dann die Rohrstückenden mit entsprechenden Kappen verschlossen werden. Derartige Rohre sind als Drainagerohre usw. zu günstigen Preisen im Handel erhältlich.

Zur Zentrierung der Sprengladung innerhalb des Behälters brauchen im allgemeinen keine besonderen Vorkehrungen getroffen zu werden, da es für den beschriebenen Effekt der Vorexpansion unerheblich ist, ob dabei die meistens in Form von Schnüren eingebrachte Sprengladung an der Wandung des Behälters anliegt oder sich in der Mitte befindet. Falls aus irgendwelchen Gründen doch eine Zentrierung erwünscht ist, können entsprechende Distanzhalter verwendet werden. Wichtig ist dabei nur, dass innerhalb des Behälters ein genügend grosser Gasraum zur Verfügung steht, der als Expansionsraum dient. Je kleiner dieser Expansionsraum ist, desto mehr bekommt die Sprengung auch eine Tendenz zum Wegschiessen, d.h. zu einer Lageveränderung des Gesteins, und bei völligem Fehlen des Expansionsraumes tritt nur noch diese letztgenannte Wirkung ein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Festlegung von seitlichen Ankern für eine Spundwand kann von der bekannten Massnahme aus gegangen werden, eine von der Spundwandoberkante aus schräg nach unten in den Gesteinuntergrund verlaufende Bohrung anzuordnen. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass als Anker eine Spundwandbohle verwendet wird, dass der Durchmesser der Bohrung kleiner als die maximale Breite der Bohle gewählt wird, dass in jede Bohrung der eine Sprengladung enthaltende, wasserdichte Behälter eingesetzt wird, dass der Volumenanteil der Sprengladung gegenüber dem Volumen des Behälters so gewählt wird, dass nach dem Zünden der Sprengladung s

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das Gesteingefüge in der Umgebung jeder Bohrung infolge einer Zertrümmerung für die zugeordnete Bohle rammbar und die Bohrung zu einem Loch leicht aufgeweitet ist, und dass die Bohle annähernd mit ihrer Mittelachse entlang der Lochachse eingerammt wird.

In konsequenter Weiterbildung des grundlegenden Erfindergedankens wird also auch für die Festlegung der seitlichen Anker von Spundwänden von dem Prinzip Gebrauch gemacht, den vorher nicht rammbaren Gesteinuntergrund mit Hilfe einer Erschütterungssprengung «aufzuweichen». Wiederum wird dabei die Sprengladung innerhalb eines einen Expansionsraum bildenden Behälters untergebracht, von dessen Randzonen die Druckwellen ausgehen, die das Gesteinsgefüge zertrümmern, ohne eine nennenswerte Lageveränderung zu bewirken. Eine geringfügige Lageveränderung, die in der leichten Aufweitung der ursprünglichen Bohrung zu einem Loch besteht, lässt sich dabei ohne weiteres durch eine entsprechende Bemessung der Grösse des Expansionsraumes steuern. Mithin kann die Sprengung so durchgeführt werden, dass sowohl eine Gefügezerstörung des umgebenden Gesteins eintritt, als auch die Vorstufen einer Sprengung zum Wegschiessen zur Wirkung kommen, letztere allerdings in so milder Form, dass eine Aufweitung der Bohrung zu einem Loch, aber noch nicht ein Wegschiessen der das Loch bildenden Wandung die Folge ist. Dabei kann das Volumenverhältnis zwischen der Sprengladung und dem Behältervolumen nicht fest vorgegeben werden, sondern es richtet sich jeweils nach dem Gesteinuntergrund, in den der Anker eingebracht werden soll. Es ist offensichtlich, dass bei einem weicheren Gesteinuntergrund die Vorstufen der Sprengung zum Wegschiessen in ihrer Auswirkung geringer sein müssen, als bei einem besonders harten Gesteinuntergrund.

Die durch die Sprengung bewirkte Gefügezerstörung und damit die Lockerung ist grundsätzlich notwendig, damit der Gesteinuntergrund überhaupt rammbar wird. Gleichfalls ist es aber auch notwendig, dass für die seitliche Verankerung der Spundwand als Anker nicht mehr ein in die Bohrung passender Flach- oder Winkelstahl verwendet wird, sondern eine übliche Spundwandbohle, die in ihren Abmessungen über die Abmessungen der (zu einem Loch aufgeweiteten) Bohrung hinausgeht. Bei dem anschliessenden Einbringen der Bohle dient dann das Bohrloch als Verdrängungsraum für das von der Bohle verdrängte Material. Dieser durch die Bohrung gebildete Verdrängungsraum ist kleiner als der für das Volumen der Bohle benötigte Verdrängungsraum, was wiederum zur Folge hat, dass durch das Einbringen der Bohle eine Verdichtung des umliegenden und durch die Sprengung gelockerten Gesteinuntergrunds erfolgt. Dies ergibt sehr hohe Haltekräfte für den eingerammten Anker und damit eine feste und sichere Einspannung des Ankers.

Vor der Sprengung können die Löcher einen Durchmesser von ca. 32-65 mm aufweisen. Nach der Zündung der Sprengladungen, deren Bemessung sich nach den Erfahrungen von vorangegangenen Probesprengungen richtet, ist in der Regel ein Bereich von ca. 500 mm Durchmesser um das Loch herum entlang dessen Achse durch die Sprengung verändert, also insbesondere im Gefüge zerstört. Vom Aussendurchmesser des Loches zum Rand des veränderten Bereiches hin nimmt -bei eingerammten Bohlen - die Gestein verdichtung zunehmend ab. Die Bohlen können so gerammt werden, dass sich deren Mittelbereich annähernd in Lochmitte befindet, und somit die beiden Längsseiten in den durch die Sprengung aufgelockerten Gesteinuntergrund eingerammt werden. Bei grösseren Bohlen oder bei entsprechenden Bodenverhältnissen können auch zwei nebeneinander liegende Löcher für ein und dieselbe Bohle gebohrt werden, wobei beim Rammen die Zentren der Löcher annähernd im Bereich der äusseren Ränder der Bohlen liegen.

Bei einer Verankerung einer Spundwand nach dem Verfahren können entweder weniger Anker oder kürzere Anker zur Erzielung derselben Spundwandstabilität verwendet werden. Entsprechend sind die Vorbereitungsarbeiten billiger, so dass das erfindungsgemässe Verfahren nicht nur eine sichere, sondern auch eine billigere Verankerung als bisher ermöglicht.

Bei ausserordentlich hohen Anforderungen an den Anker bezüglich seiner Haltekräfte ist bei entsprechend ungünstigen Bodenverhältnissen ein etwas längerer Anker und damit eine grössere Bohrungslänge erforderlich. Es kann dann zweckmässig sein, statt eines einzigen Behälters mehrere hintereinander anzuordnen, damit entlang der Bohrungsachse in jeder Tiefe annähernd die gleichen Gesteinveränderungen eintreten. Alternativ dazu kann auch ein einziger langer Behälter verwendet werden, in dem dann mehrere bezüglich des Volumens auf die Verhältnisse abgestimmte Sprengladungen hintereinander angeordnet sind. Unabhängig von der Anordnung ist es in jedem Fall erforderlich, alle einer Bohrung zugeordneten Sprengladungen gleichzeitig zu zünden.

Unabhängig davon, ob es sich um die Errichtung einer Spundwand oder um die Festlegung von seitlichen Ankern für eine Spundwand handelt, ist das erfindungsgemässe Verfahren sowohl für trocken liegendes Gestein, als auch für Gesteinuntergründe unter Wasser geeignet, wobei ggfs. auch eine rammbare Überlagerung oberhalb des Gesteinuntergrundes nicht weiter stört. Das Einbringen der Behälter in die Bohrungen geschieht dabei am zweckmässigsten mit Hilfe von Rohren, die bereits während der Entstehung der Bohrungen dem Bohrwerkzeug nachgeführt werden, und so ein Verschütten der frischen Bohrung verhindern. Nach dem Einsetzen der Behälter durch diese Rohre hindurch können die Rohre ohne weiteres wieder entfernt werden. Selbst wenn dabei dann die Bohrung wieder verschüttet wird, ist das für den Effekt der Sprengung keinesfalls schädlich.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten beiden praktischen Beispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Bohrlochreihe für die Errichtung einer Spundwand,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht im Schnitt der Bohrlochreihe gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Spundwand mit einem zugeordneten Anker, und

Fig. 4 A und B in zwei etwas unterschiedlichen Ausführungsformen eine schematische Draufsicht auf den Anker in Rammrichtung.

In Fig. 1 und 2 ist schematisch dargestellt, wie bei der Errichtung einer Spundwand vorgegangen wird. Die Spundwand selbst ist nicht gezeigt, ihr Verlauf ist in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 1 angedeutet. Entlang dieser gestrichelten Linie 1 sind mehrere Bohrlöcher niedergebracht, wobei aus Fig. 2 die Tiefe der Bohrlöcher 2 und der Wasserspiegel 3 zu erkennen sind. Jedes Bohrloch 2 reicht durch eine eventuell vorhandene Überlagerung 4 hindurch bis in die obere Schicht eines Gesteinuntergrundes 6 hinein. Zur Verankerung der Spundwand sollen deren Bohlen bis zu einer Tiefe in den Gesteinuntergrund 6 zwecks Verankerung hineingerammt werden, die annähernd der Tiefe der Bohrlöcher 2 innerhalb des Gesteinuntergrundes 6 entspricht (z.B. 30 cm).

Jedes Bohrloch 2 wird zunächst mit Hilfe eines Rohres 8 • ausgekleidet, so dass kein loses Geröll aus der Überlagerung

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4 in die frische Bohrung nachfallen kann. Nach Beendigung der Bohrung wird durch das Rohr 8 ein Behälter 10 annähernd bis auf den Grund der Bohrung hineingeschoben. Er besteht vorzugsweise aus einem Stück PVC-Rohr, das an seinen Enden jeweils mit Kappen verschlossen ist. In einer der Kappen befindet sich eine nicht dargestellte, wasserdichte Durchführung für die Zündung einer innerhalb des Behälters angebrachten, schematisch dargestellten Sprengladung 12. An den unteren Enden der Behälter 10 sind jeweils Auftriebsbremsen 14 angebracht, die sich beim Hineinschieben des Behälters 10 in das Bohrloch 2 an den Behälter anlegen und bei einer aus dem Bohrloch herausgerichteten Bewegung sich spreizen und damit den Behälter innerhalb des Bohrloches verklemmen.

Nach dem Unterbringen des jeweiligen Behälters wird das Rohr 8 aus dem Bohrloch 2 herausgezogen, wobei das Geröll der Überlagerung das Bohrloch mitsamt dem Behälter wieder unter sich bedeckt. Dies gilt natürlich nur für den Fall, dass die Überlagerung 4 aus losem, einen Schüttkegel bildenden Geröll besteht. Wenn die Überlagerung 4 aus einem festeren Material besteht, bleibt die Bohrung im wesentlichen voll erhalten, was für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens unerheblich ist. Abweichend von der Darstellung gemäss Fig. 2 kann auch ohne Nachteile Geröll aus der Überlagerung 4 in den Zwischenraum hineinrieseln, der zwischen dem Bohrloch 2 und der Aussenseite des Behälters 10 vorhanden ist. In jedem Fall verbleibt innerhalb des Behälters 10 ein genügend grosser Expansionsraum zur Vorexpansion nach der Zündung der Sprengladung 12.

Je nach der Belastbarkeit der Umgebung bzw. je nach der Länge der zu errichtenden Spundwand werden anschliessend die Sprengladungen 12 abschnittweise oder auf einmal zur gleichen Zeit zur Zündung gebracht, wodurch die Zertrümmerung des Gefüges zwischen den Bohrlöchern 2 in dem gewünschten Masse eintritt. Dabei sind die Sprengwirkung sowie die Bohrlochtiefe vorher anhand von Probebohrungen und Probesprengungen empirisch ermittelt worden - dazu reichen in der Regel zwei bis drei Versuche aus - so dass der Erfolg der Sprengung mit ausserordentlich grosser Erfolgsquote eintritt.

Die von einem Bohrloch 2 ausgehenden Druckwellen richten besonders innerhalb der in Fig. 1 schematisch angedeuteten, in strichpunktierten Linien 5 ausgezogenen Kegel die intensivste Zertrümmerung des Gesteinuntergrundes 6 an, was in erster Linie darauf zurückzuführen ist, dass die von zwei Bohrlöchern 2 mit einer Geschwindigkeit von ca. 6000 m/sec aufeinandertreffenden Druckwellen untereinander und an frisch gebildeten Rissen innerhalb des Gesteinuntergrundes 6 reflektiert werden, sich verstärken und ablenken, ohne jedoch den Gesteinuntergrund dabei wegzublasen. Dabei wird ein Teil der Überlagerung hochgeschleudert, der aber im wesentlichen wieder vertikal nach unten sinkt, da er durch das darüberstehende Wasser abgebremst wird.

Nach der Sprengung eines Abschnittes bzw. aller Sprengladungen 12 ist an der Bodenstruktur kaum eine Veränderung eingetreten. Nach wie vor liegt die Überlagerung mit gegebenenfalls stärker schwankender Dicke über einem äusserlich kaum veränderten Gesteinuntergrund 6, der jedoch nun rammbar ist. Eventuell innerhalb des Gesteinuntergrundes 6 verbliebene Behälterreste sind für eine spätere Rammung ohne nachteilige Wirkung, da sie von der unteren Kante einer Spundwandbohle zerteilt bzw. zur Seite gedrückt werden. Im übrigen hat sich gezeigt, dass übliche Spundwandbohlen mit einer Schlagzahl von 25-40, im Höchstfalle von 50 für 10 cm in den im Gefüge zertrümmerten Gesteinuntergrund 6 eingerammt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Einrammen der

Spundwandbohlen ist anhand einer Bodensituation beschrieben worden, bei der über dem Gesteinuntergrund 6 eine Überlagerung 4 und darüber Wasser vorhanden ist. Selbstverständlich kann das erfindungsgemässe Verfahren s auch zur Rammbarmachung eines Gesteinuntergrundes 6 verwendet werden, der ohne eine solche Überlagerung 4 offen liegt. Eine derartige, sehr einfache Bodensituation ist jedoch selten anzutreffen, so dass eine Überlagerung als der Normalfall angesehen werden kann. Besonders hierbei ist io das erfindungsgemässe Verfahren zum Einrammen von Spundwandbohlen vorteilhaft und kostengünstig anwendbar.

Anhand der Fig. 3 und 4 wird nachfolgend erläutert, wie gemäss der Erfindung die Festlegung der Anker für eine i5 Spundwand in einem unter Wasser liegenden Gesteinuntergrund erfolgt. In Fig. 3 ist schematisch im Querschnitt der Ausschnitt einer typischen Uferlandschaft gezeigt, die mit Hilfe der Spundwand 11 befestigt und begradigt worden ist. Die einzelnen Bohlen 16 der Spundwand 11 sind durch die 20 rammbare Überlagerung 4 hindurch in den felsigen Gesteinuntergrund 6 eingerammt, was mit Hilfe des vorangehend beschriebenen Verfahrens bewerkstelligt worden ist. Die oberen Enden der einzelnen Bohlen 16 der Spundwand 11 sind mit Hilfe eines Holmgurtes 8 als oberem Abschluss 25 zusammengefasst.

Der Bereich rechts von der Spundwand 11, der in der dargestellten Situation noch mit Wasser gefüllt ist, ist nach Fertigstellung der Befestigung und Begradigung der Uferlandschaft mit Füllmaterial aufgefüllt, so dass dann auf die 30 Spundwand 11 ein nach links gerichteter Bodendruck vorhanden ist. Dieser übt auf die Spundwand 11 ein Biegemoment und eine Querkraft aus, die durch die Spundwand 11 selbst nichtkompensiert werden können. Es muss deshalb vorzugsweise in gleichmässigen Abständen entlang der 35 Spundwand 11 eine Verankerung vorhanden sein, die üblicherweise in Form von landseitigen, annähernd unter einem Winkel von 45° schräg von der Oberseite der Spundwand nach unten verlaufenden Ankern 20 in den Boden eingebracht wird.

40 Während bisher diese Anker 20 die Gestalt eines Winkelprofiles bzw. eines Flachprofiles hatten, sieht die Erfindung nunmehr vor, dass als Anker ebenfalls eine Spundwandbohle von der gleichen Art wie die Bohlen 16 verwendet wird. Zur Einbringung dieser Ankerbohlen 20 wird unter demselben 45 Winkel, unter dem später der Anker 20 verläuft, mindestens eine Bohrung 22 durch die Überlagerung 4 hindurch in den Gesteinuntergrund 6 niedergebracht, die einen Durchmesser von ca. 32-65 mm aufweist. Zugleich wird mit dem Fortschreiten der Bohrung ein Rohr (nicht dargestellt) nachge-50 führt, damit die Bohrung 22 nach dem Herausziehen des Bohrers nicht wieder zufällt. Durch dieses Rohr hindurch werden dann ein oder mehrere wasserdichte eine Sprengladung enthaltende Behälter in die Bohrung 22 hineingebracht und gegen Aufschwimmen gesichert. Anschliessend kann das 55 Rohr gezogen werden, wobei eine gänzliche oder teilweise Verschüttung der Bohrung 22 unerheblich ist.

Je nach den vorhandenen Bodenverhältnissen kann für jede Ankerbohle 20 eine einzige Bohrung 22 genügen, es kann aber auch erforderlich sein, zwei nebeneinander lie-60 gende Bohrungen 22 niederzubringen und mit entsprechenden Ladungen innerhalb von wasserdichten Behältern zu beschicken. Im allgemeinen reicht dabei ein Sprengladungs-Behälter pro Bohrung aus, aber wenn bei besonders langen Bohrungen mit einem einzigen Behälter und der darin 65 befindlichen Sprengladung eine nicht genügend regelmässige Veränderung des die Bohrungen umgebenden Gesteines entlang der Bohrungsachse in der gewünschten Weise erreichbar ist, kann die Anordnung von mehreren Behältern hinterein

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ander zweckmässiger sein. Unabhängig davon, welche Boh-rungs- bzw. Behälterzahl gewählt worden ist, werden alle der später zu rammenden Ankerbohle 20 zugeordneten Sprengladungen gleichzeitig gezündet, wobei die Stärke der Sprengladungen und die zugehörigen Expansionsräume innerhalb der Behälter so abgestimmt sind, dass die Umgebung der Bohrungen im Gefüge zerstört wird, und ausserdem jede Bohrung zu einem im Durchmesser leicht vergrösserten unregelmässigen Loch 22' verändert wird. Dies ist in Fig. 4A für den Fall einer Bohrung und in Fig. 4B für den Fall zweier nebeneinander liegender Bohrungen für die Ankerbohle 20 dargestellt. Beim Einrammen der Ankerbohle 20 in das Loch (bzw. die Löcher) 22' tritt eine Verdichtung des umliegenden Gesteins auf, die nach dem Einrammen der Bohle für einen besonders guten Sitz, insbesondere für eine ausserordentlich hohe Haltekraft verantwortlich ist.

Die Veränderung in der Umgebung des Loches 22' beträgt ca. 500 mm im Durchmesser und ist in Fig. 3 in Form von strichpunktierten Linien 24 schematisch angedeutet. Die Ankerbohle 20 bleibt während des gesamten Rammvor-■ganges innerhalb dieses Bereiches, so dass die Rammbarkeit lediglich von der bei fortschreitendem Rammen zunehmenden Länge der Reibflächen zwischen der Bohle 20 und dem Gesteinuntergrund 6 abhängt. Am Ende des Ramm vorganges ist die Bohle 20 also auf ihrer gesamten, im Gesteinuntergrund 6 gerammten Länge fest eingespannt, wobei auch 5 das Loch (bzw. die Löcher) 22' in der schon eingangs beschriebenen Weise durch die von der Bohle 20 bewirkte Materialverdrängung wieder dicht gefüllt sind.

Bei den bisher üblichen Ankern ist keinerlei Einspannung in diesem Sinne vorhanden, sondern der in die Bohrung io gesteckte Anker bekommt mit Hilfe des in die verbleibenden Zwischenräume der Bohrung eingepressten Füllstoffes (z.B. Beton) Kontakt zu dem Gestein, wobei keine Vorspannung zwischen beiden Teilen vorhanden ist, sondern lediglich ein durch die Schwerkraft bedingter geringer Anlagedruck. Die ls grosse Labilität der bisher bekannten Anker ist daher bei dem erfindungsgemässen Verankerungsverfahren so gut wie ausgeschlossen. Deshalb sind spätere Erschütterungen auch ohne Einfluss auf die Beständigkeit der Verankerung, seien sie durch Stösse gegen die Spundwand 11 oder durch 20 Erschütterungen der Umgebung, beispielsweise durch Sprengungen innerhalb der Wasserstrasse, verursacht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Verfahren zum Einrammen der unteren Enden von Spundwandbohlen in einen Gesteinuntergrund, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Loch (2,22) in den Gesteinuntergrund (6) gebohrt wird, dass in jedes Loch (2, 22) ein eine Sprengladung (12) enthaltender, wasserdichter Behälter (10) eingesetzt wird, wobei der Volumenanteil der Sprengladung ( 12) gering ist gegenüber dem Volumen des Behälters ( 10), dass durch Zünden der Sprengladung ( 12)

eine Erschütterungssprengung durchgeführt wird, bei der der Gesteinuntergrund (6) nur in seinem inneren Gefüge zertrümmert wird und in seiner äusseren Form annähernd unverletzt bleibt, und dass die Spundwandbohlen (1,20) in den durch die Erschütterungssprengung rammbar gemachten Gesteinuntergrund eingerammt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Errichtung einer Spundwand (1) mehrere Löcher (2) in vorgegebenen Abständen entlang der späteren Spundwand (1) gebohrt werden, dass die Sprengladungen (12) mindestens zweier benachbarter Löcher (2) gleichzeitig gezündet werden, und dass die Bohlen im Bereich der Löcher (2) und zwischen den Löchern (2) in den durch die Erschütterungssprengung rammbar gemachten Gesteinuntergrund (6) eingerammt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Festlegung von schräg verlaufenden, im Abstand voneinander längs einer Spundwand angeordneten Spundwandankern in einen Gesteinuntergrund eine Spundwandbohle (20) als Anker verwendet wird, dass für jede dieser Ankerbohlen eine Schrägbohrung (22) in den Gesteinuntergrund (16) eingebracht wird, wobei der Durchmesser der Bohrung kleiner als die maximale Breite der Spundwandbohle gewählt wird, dass durch Zünden der Sprengladung der Gesteinuntergrund in der Umgebung jeder Bohrung (22) infolge der Gefügezertrümmerung für die zugeordnete Ankerbohle (20) rammbar wird und die Bohrung zu einem Loch (22) aufgeweitet wird, und dass die Ankerbohle (20) annähernd mit ihrer Mittelachse entlang der Lochachse eingerammt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Bohle zwei nebeneinander liegende Bohrungen eingebracht werden, und dass die Bohle annähernd mit ihren äusseren Rändern im Bereich jedes Loches eingerammt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bohrung (22) ein oder mehrere, jeweils eine Sprengladung enthaltende Behälter hintereinander angeordnet und gleichzeitig gezündet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit mehreren Sprengladungen versehen wird, die gleichzeitig gezündet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Behälter (10) aus Kunststoff verwendet und gegen Auftrieb mit Hilfe von Auftriebssperren (14) gesichert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behälter (10) durch fortlaufendes Abschneiden von PVC-Rohren und Aufsetzen von Endkappen auf die Rohrstück-Enden hergestellt wird.